¿Cómo uso el interferómetro de calibre Pitter NPL?

¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan los interferómetros de calibre en la metrología dimensional? Si es así, estás en el lugar indicado. En este artículo, vamos a explorar en detalle el uso del interferómetro de calibre Pitter NPL, una herramienta fundamental en la medición precisa de objetos pequeños. Descubrirás cómo este dispositivo revolucionario utiliza la interferencia de la luz para obtener resultados exactos en la determinación de longitudes y espesores. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de la metrología con el interferómetro de calibre Pitter NPL!

La interferometría no es más que interferencia óptica para realizar mediciones precisas de dimensiones lineales muy pequeñas. El interferómetro de calibre Pitter NPL es uno de los interferómetros en metrología que se utilizan para determinar la longitud real de los calibres de deslizamiento. En este artículo, analizamos la estructura y el principio de funcionamiento del interferómetro de medición Pitter NPL mediante un diagrama esquemático.

¿Cómo uso el interferómetro de calibre Pitter NPL?

>Como se mencionó anteriormente, el interferómetro de calibre Pitter NPL se utiliza para determinar las longitudes reales de los calibres de deslizamiento. Dado que la medición requiere un alto nivel de exactitud y precisión, el instrumento debe utilizarse en condiciones físicas estrictamente controladas. Se recomienda que el sistema tenga una temperatura ambiente de 20°C y una presión de aire de 760 mmHg con una presión de vapor de agua de 7 mm y contenga 0,33% de dióxido de carbono por volumen.

Construcción de un interferómetro Pitter de medición de NPL

El sistema óptico del interferómetro Pitter NPL se muestra en la siguiente figura.


¿Cómo uso el interferómetro de calibre Pitter NPL?
Figura:>
  1. La luz de una fuente monocromática (la fuente de luz preferida es una lámpara de cadmio) se recoge mediante una lente convergente y se enfoca en una abertura de iluminación.
  2. Esto crea una fuente de luz concentrada en el punto focal de una lente colimadora.
  3. Así, un haz de luz paralelo incide sobre un prisma con una desviación constante.
  4. Este prisma divide la luz incidente en rayos luminosos de diferentes longitudes de onda y, por tanto, de diferentes colores.
  5. El usuario puede seleccionar el color deseado variando el ángulo de las superficies reflectantes del prisma con respecto al plano de la placa base.
  6. El prisma gira la luz 90° y la dirige hacia el plano óptico.
  7. Mediante una disposición sencilla, la óptica plana se puede colocar en el ángulo deseado.
  8. El calibre deslizante a probar se sujeta directamente debajo del plano óptico en la superficie plana de la placa base.
  9. La parte inferior del plano óptico está recubierta con una lámina de aluminio que transmite y refleja la luz incidente a partes iguales.
  10. La luz se refleja desde tres superficies, a saber, la superficie del plano óptico, la superficie superior del medidor deslizante y la superficie de la placa base.
  11. Los rayos de luz reflejados por las tres superficies vuelven a atravesar el sistema óptico; Sin embargo, debido a la inclinación del plano óptico, el eje se desvía ligeramente.
  12. Esta luz ligeramente desplazada es capturada por otro prisma y rota 90° para que el usuario pueda observar y registrar el patrón de franjas.

Principio de funcionamiento del interferómetro de medición Pitter NPL

El patrón de rayas típico observado se muestra en la siguiente figura. La superposición de las tiras correspondientes a la parte superior del calibre cortado con las correspondientes a la superficie de la placa base se muestra en la siguiente figura.

¿Cómo uso el interferómetro de calibre Pitter NPL?
Figura:>

Puede verse que los dos conjuntos de tiras están desplazados entre sí en una cantidad. El valor de A varía según el color de la luz incidente. El aplazamiento A se expresa como una fracción del espacio entre franjas bque dice lo siguiente:
F = lejos

La altura del medidor de deslizamiento corresponde a una media longitud de onda entera n más la fracción a/b de la misma.
medias longitudes de onda de radiación en las que se observan las franjas.

Por lo tanto, la altura del calibre deslizante es H = n (λ/2) + (a/b) × (λ/2),

  • Aquí n es el número de franjas en la superficie de medición deslizante, λ es la longitud de onda de la luz y a/b es la proporción observada.
  • Sin embargo, los profesionales de la tecnología de medición industrial no están satisfechos con los valores así determinados.
  • Los valores fraccionarios se determinan para los tres colores del cadmio, a saber, rojo, verde y violeta.
  • Las fracciones a/b se registran para cada longitud de onda.
  • Utilizando estas fracciones se obtienen una serie de expresiones para la altura del calibre deslizante.
  • Estas expresiones se combinan para obtener una expresión general para la altura de medición.

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El interferómetro de medición Pitter NPL está equipado con una regla de cálculo que escala las longitudes de onda del rojo, verde y violeta desde un punto cero común. Esto proporciona una calculadora rápida para acelerar los cálculos.

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Hemos discutido la estructura y el principio de funcionamiento del interferómetro de medición Pitter NPL. Háganos saber lo que piensa en la sección de comentarios a continuación.

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Interferometría óptica y su aplicación en la metrología: el Interferómetro Pitter-NPL Gauge

La interferometría es una técnica utilizada para realizar mediciones precisas de dimensiones lineales muy pequeñas a través de la interferencia óptica. Entre los interferómetros utilizados en metrología para determinar las longitudes reales de calibradores deslizantes se encuentra el Interferómetro Pitter-NPL Gauge. En este artículo, discutiremos en detalle la construcción y el principio de funcionamiento de este interferómetro, apoyándonos en un diagrama esquemático.

Construcción del Interferómetro Pitter-NPL Gauge

  1. Un sistema óptico es utilizado en el interferómetro Pitter-NPL. La luz de una fuente monocromática, como una lámpara de cadmio, es condensada mediante una lente de condensación y enfocada sobre una apertura iluminada.
  2. Esto proporciona una fuente de luz concentrada en el punto focal de una lente de colimación, generando un haz de luz paralelo.
  3. El haz de luz incide sobre un prismade desviación constante, el cual separa la luz incidente en rayos de diferentes longitudes de onda y, por lo tanto, de diferentes colores. El usuario puede seleccionar un color deseado variando el ángulo de las caras reflectantes del prisma en relación al plano de la placa base.
  4. El haz de luz, desviado por el prisma en 90 grados, incide en una lámina óptica. Esta puede ser posicionada en un ángulo deseado mediante un arreglo sencillo.
  5. El calibrador deslizante a ser medido se coloca debajo de la lámina óptica, sobre la superficie plana de la placa base. La parte inferior de la lámina óptica está recubierta con una película de aluminio que transmite y refleja la luz en proporciones iguales.
  6. La luz es reflejada en tres superficies: la superficie de la lámina óptica, la superficie superior del calibrador deslizante y la superficie de la placa base. Los rayos de luz reflejados desde las tres superficies pasan nuevamente a través del sistema óptico, pero con un eje ligeramente desviado debido a la inclinación de la lámina óptica.
  7. Esta luz ligeramente desplazada es capturada por otro prisma y desviada en 90 grados, lo que permite observar y registrar el patrón de franjas por el usuario.

Principio de funcionamiento del Interferómetro Pitter-NPL Gauge

El patrón típico de franjas observado en el interferómetro se muestra a continuación (ver figura). La superposición de las franjas correspondientes a la superficie superior del calibrador deslizante con las correspondientes a la superficie de la placa base se muestra en la figura.

Es posible observar que los dos conjuntos de franjas están desplazados entre sí por una cantidad determinada. El valor de ‘a’ varía dependiendo del color de la luz incidente. El desplazamiento ‘a’ se expresa como una fracción de la separación de las franjas ‘b’, de la siguiente manera: f = a/b.

La altura del calibrador deslizante será igual a un número entero de medias longitudes de onda, ‘n’, más la fracción ‘a/b’ de las medias longitudes de onda de la radiación en las que se observan las franjas.

Por lo tanto, la altura del calibrador deslizante, H = n (λ/2) + (a/b) × (λ/2), donde n es el número de franjas en la superficie del calibrador deslizante, λ es la longitud de onda de la luz y a/b es la fracción observada.

Es importante mencionar que los profesionales de la metrología industrial no están conformes con los valores obtenidos de esta manera. Se registran las fracciones para los tres colores de cadmio: rojo, verde y violeta. A partir de estas fracciones, se obtienen una serie de expresiones para la altura del calibrador deslizante, las cuales se combinan para obtener una expresión general.

Conclusion

En resumen, hemos discutido el Interferómetro Pitter-NPL Gauge, su construcción y principio de funcionamiento. Déjanos saber tu opinión en la sección de comentarios. Si deseas obtener más información sobre interferometría y metrología, te recomendamos visitar los siguientes enlaces:

  1. National Physical Laboratory (NPL)
  2. Photonics.com

Preguntas frecuentes sobre el Interferómetro Pitter-NPL Gauge

  1. ¿Qué es un interferómetro?
  2. Un interferómetro es un dispositivo óptico utilizado para medir con precisión dimensiones lineales muy pequeñas mediante la interferencia de la luz.

  3. ¿Cuál es la aplicación del Interferómetro Pitter-NPL Gauge?
  4. El Interferómetro Pitter-NPL Gauge se utiliza para determinar las longitudes reales de los calibradores deslizantes, con un alto grado de precisión y exactitud.

  5. ¿Qué condiciones físicas se recomienda mantener durante el uso del Interferómetro?
  6. Se recomienda mantener el sistema a una temperatura ambiente de 20°C, una presión barométrica de 760 mmHg con una presión de vapor de agua de 7 mm y un contenido de dióxido de carbono de 0.33% en volumen.

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